JP3141073B2 - 熱間圧延用ワックス状固形潤滑剤及び熱間圧延方法 - Google Patents

熱間圧延用ワックス状固形潤滑剤及び熱間圧延方法

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    • B21B27/00Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素鋼あるいはステン
レス鋼等の鋼板、条鋼(例えばH型鋼、L型鋼、山型鋼
等)あるいはチタンの熱間圧延に関し、更に詳しくは熱
間圧延における上記の各種圧延材の表面特性にあるいは
圧延ロールの耐摩耗性や耐疵性に優れたワックス状潤滑
剤と、それを用いてなる熱間圧延方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、熱間圧延油として油脂系圧延油
(牛脂、パーム油、ナタネ油など)、鉱油系圧延油(ス
ピンドル油、マシン油など)、またこれらの油脂と鉱油
とを混合した圧延油が一般に用いられている。また、近
年の圧延の高圧下率化に応えるものとして、合成エステ
ル油(例えば、脂肪酸エステル)を基油とする圧延油
(例えば、特公昭57−27156号公報、潤滑Vol.2
7,No.8、潤滑Vol.32,No.2)や固体潤滑剤を加えた稠度を
有する半固形潤滑剤を圧送供給する方法が行われている
(例えば、特公昭51-147448号公報)。
【0003】一方、金属の熱間圧延において、極低炭素
鋼やステンレス鋼あるいはチタンは普通鋼とは異なり、
ロールへの焼付きが多く、点検、手入れの大半の時間を
これに費やしており、また圧延ロール表面の焼付き起因
によるコイル表面疵が発生し易い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来、極低炭素鋼やス
テンレス鋼の熱間圧延油は、その潤滑性を向上させるた
め各種の添加剤を配合し、ロールと被圧延材との金属接
触を防止し焼付き性を抑制する。また、従来の潤滑油に
黒鉛などの固体潤滑剤を添加して用いる試みがなされて
いるが、基油の選定、潤滑油の供給方法などに問題があ
る。また圧延機まわりの汚れなどや、ロール焼付きに起
因する鋼板・鋼材表面の疵発生の防止対策として、従来
よりスチームアトマイズ法などの適用により潤滑油を使
用してきたが、十分なレベルまで到達できずにいた。
【0005】即ち、熱間圧延の場合には圧延ロール表面
に冷却水による水膜が形成され、従来のようなアトマイ
ズ方式やインジェクション方式による潤滑油の供給方法
ではロールへの付着むらが生じ、充分に潤滑効果を得る
ことができなかった。本発明はかかる問題点を解決し得
る潤滑剤及びその供給方法を提供するもので、水膜の存
在下においても容易に潤滑剤を強固に付着させ、高効率
潤滑圧延とロールの疵発生防止を達成できる潤滑剤およ
び潤滑技術を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は極低炭素鋼及び
ステンレス鋼の潤滑性及び耐ロール摩耗性、耐ロール疵
性に優れた固形潤滑剤を、ロール面に押圧塗布して圧延
することを特徴とする。即ち本発明は、 (1)然のあるいは合成の粉末状固体潤滑剤を0.
1〜50重量%含有し残部が実質的にワックスで、融点
が100℃以上であることを特徴とする、熱間圧延用ワ
ックス状固形潤滑剤であり、また (2)粉末状固体潤滑剤が、グラファイト、天然雲母、合
成雲母、窒化ほう素、メラミンシアヌレート、シリコー
ンレジンパウダー、N−ラウロイルリシンから選ばれる
1種または2種以上であることを特徴とする、前記(1)
に記載の熱間圧延用ワックス状固形潤滑剤であり、また (3)熱間圧延中のロール表面に、前記(1)または
(2)に記載の熱間圧延用ワックス状固形潤滑剤を押圧
塗布しながら圧延することを特徴とする、熱間圧延方法
であり、また (4)ロールハウジングに取り付けたエアシリンダーのロ
ッドの端部に平行リンク機構を設け、熱間圧延用ワック
ス状固形潤滑剤を該平行リンク機構に取りつけて、平行
リンク機構を調節して該熱間圧延用ワックス状固形潤滑
剤のロールへの押付位置を調整し、またエアシリンダー
の空気圧を調節して熱間圧延用ワックス状固形潤滑剤の
ロールへの押付圧力を調整して、熱間圧延中のロール表
面に熱間圧延用ワックス状固形潤滑剤を押圧塗布するこ
とを特徴とする、前記(3)に記載の熱間圧延方法であ
る。
【0007】従来の油状タイプの熱間圧延油は、ロール
の耐摩耗性や耐疵性及び鋼板・鋼材の表面状態を充分に
満足するものではなかった。これに対し、本発明に用い
る熱間圧延用ワックス状固形潤滑剤は熱間圧延用として
高潤滑性及びロールの耐摩耗性、耐疵性を備えたもので
ある。このように、本発明の熱間圧延用ワックス状固形
潤滑剤は、近年潤滑油の使用条件が過酷化されている中
で優れた潤滑性を付与すべく分子設計されたものであ
る。
【0008】本発明で使用されるワックスは融点が10
0℃以上の高融点のワックスが好ましい。高融点ワック
スであれば天然ワックスである植物系ワックス、動物系
ワックス、鉱物系ワックス、石油系ワックス及び合成ワ
ックスのいずれもが使用可能である
【0009】本発明で用いるワックスとしては、融点が
100℃以上であるF−T(Fischer-Tropsch)ワック
ス、N,N−エチレンビスステアリン酸アミド(EDワ
ックス)、ペンタエリトリットロジン酸エステル(RP
ワックス)およびEDワックス70%/RPワックス3
0%の混合ワックス等が特に好ましい。
【0010】ワックスが、粉末状固体潤滑剤を含有する
と、一層潤滑性能が向上する。本発明に従って、前記高
融点ワックスよりなる基剤に添加する粉末状固体潤滑剤
としては、グラファイト、雲母、窒化ホウ素およびティ
スモ(チタン酸カリウムのウィスカー:大塚化学(株)の
商品名)等の無機化合物やMCA(メラミンシアヌレー
ト:三菱油化(株)の商品名)、N−ラウロイルリシン
(味の素(株):商品名アミホープLL)、シリコーンレジ
ンパウダー等の有機化合物の超微粉体(例えば0.1〜5
0μm)を用いる。これらの粉末状固体潤滑剤は複数種を
混合して添加しても良い。これらの粉末状固体潤滑剤の
添加量は0.1〜50重量%、好ましくは1〜30重量
%である。50重量%を超えると潤滑性の向上が飽和
し、且つワックスの特性が失われる。
【0011】本発明において使用される熱間圧延用ワッ
クス状固形潤滑剤の融点を100℃以上と規定した理由
は、鋼材の熱間圧延においては圧延ロールの加熱を防止
するため冷却水が使用されるが、圧延ロール表面に水膜
が形成されるので熱間圧延用ワックス状固形潤滑剤の融
点が100℃未満であるとこの水膜を貫通させて圧延ロ
ール表面に到達せしめる際に軟化してしまう場合が発生
、ロールへの熱間圧延用ワックス状固形潤滑剤の付着
性が悪くなり潤滑皮膜が形成され難くなるためである。
このような熱間圧延用ワックス状固形潤滑剤は、圧延中
にロールに発生する疵を防止する。水の沸点は100℃
であるため水膜は100℃以上にはなら ない。従って、
熱間圧延用固形潤滑剤の融点が100℃以上であれば、
常に安定してロール表面に達しロール表面に付着する。
【0012】
【実施例】表1に熱間圧延用ワックス状固形潤滑剤の例
を示し、以下の実施例によりその内容を詳細に記述す
る。
【0013】圧延機前面に図1に示す竪ロールを配置し
た可逆式4重圧延機により、板厚240mmのスラブを9
パス圧延することにより30〜40mmの所定の板厚まで
圧延した。主な圧延条件は以下に示す通りである。
【0014】 (1)ミル形式、ロール種類:可逆式4重圧延機、前面竪
ロール (2)竪ロールの各部寸法 :直径:830mm、胴長:3
10mm、ツバ部長さ:70mm (3)ロール材質 :鋳鋼 (4)圧延材 :ステンレス鋼 (5)スラブサイズ :厚さ240mm (6)エッジング量 :5〜15mm/片側 (7)圧延速度 :150mpm (8)固形潤滑剤の押付面圧:0.4kg/cm2 (9)固形潤滑剤の塗布量 :0.25 g/ton
【0015】
【表1】
【0016】上記圧延条件において、竪ロール表面に、
表1に示す本発明の熱間圧延用ワックス状固形潤滑剤と
従来法の鉱油を塗布した場合の、竪ロール表面の焼付き
起因による鋼板表面の疵発生率を調査した。その結果を
表2に示す。
【0017】
【表2】
【0018】本発明の熱間圧延用ワックス状固形潤滑剤
使用時は、従来法に比べ、竪ロールの焼付き起因による
鋼板表面疵を半減ないしはそれ以下とする効果があっ
た。尚、本発明における熱間圧延用ワックス状固形潤滑
剤の使用方法と低設備費で簡易にワックス状固形潤滑剤
の取替え作業ができる方法の例を、図2及び図3に示し
た。
【0019】即ち、カートリッジ方式により取替え簡単
な、固形潤滑剤取付けジグ1の先端に固形潤滑剤2を取
付け該固形潤滑剤2の押し付け力は、該固形潤滑剤取付
けジグ1の後方に設置したエアーシリンダー3のエアー
供給圧力を任意に変化させることにより、該固形潤滑剤
2をロール表面に押圧塗布するものである。
【0020】簡単な例を図2に示す。該固形潤滑剤取付
けジグ1は先端に平行リンク機構7を有するジグでこの
平行リンク機構7に固形潤滑剤2を取付ける。圧延機の
前面に配置している竪ロール4のハウジング5にあらか
じめ穴を開けておき、該固形潤滑剤取付けジグ1を差し
込み、固形潤滑剤を竪ロール4のツバの表面6に押し当
てる。固形潤滑剤の押し付け力は、該固形潤滑剤取付け
ジグ1の後方にエアーシリンダー3を設置し、エアー圧
力を任意に調整することにより適正な固形潤滑剤の供給
ができるようになっている。また、該固形潤滑剤2の取
付け部には平行リンク機構7を採用しており、これによ
り竪ロール径変化、軸偏心に対して自在に変化可能とな
る機構(図3)にすることにより、常に竪ロールのツバ
部表面6に押し当てるようにしている。
【0021】この方法によれば、固形潤滑剤がすり減っ
てきた時には、前記固形潤滑剤取付けジグを抜取り、オ
フラインにて容易に固形潤滑剤の取替え作業が行え、設
備設置のスペースもとらず、安価な費用で設備を設置す
ることができる。
【0022】
【発明の効果】本発明のワックス状固形潤滑剤を用いる
と、熱間圧延において従来の油状タイプに比べて格段に
耐摩耗性が向上し、ロールの焼付き起因による鋼板表面
の疵発生が減少する。且つ作業性の問題も全くない。さ
らに本発明のワックス状固形潤滑剤は熱間圧延のみでな
く、熱間鍛造、引抜きなどにも適用できる。本発明のワ
ックス状固形潤滑剤は高融点であるので、耐熱性に優れ
ており、且つ連続操業での使用性に優れている。
【図面の簡単な説明】
図1は竪ロールを示す図、図2は本発明にかかる熱間圧
延用ワックス状固形潤滑剤供給装置の説明図、図3はロ
ール位置変化に対する平行リンク機構の追従を示す図、
図4は焼付き起因により発生する鋼板表面の線状ヘゲ疵
を示す図である。
【符号の説明】
1:固形潤滑剤取付けジグ、 2:固形潤滑剤、 3:
エアーシリンダー、4:竪ロール、 5:竪ロール本体
のハウジング、 6:竪ロールのツバ表面、7:平行リ
ンク機構、 8:圧延材、 9:冷却水、 10:バ
ネ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C10M 109:00 125:02 125:10 125:20 125:26 133:42 133:16) C10N 10:02 10:08 20:00 30:10 40:24 50:08 (72)発明者 日比 徹 大阪府大阪市北区梅田1−2−2−1400 大同化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−156199(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C10M 109/00 C10M 103/00 - 103/06 C10M 125/00 - 125/30 C10M 133/38 - 133/50 C10M 169/02 - 169/04 C10N 40:24

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】然のあるいは合成の粉末状固体潤滑剤
    を0.1〜50重量%含有し残部が実質的にワックス
    で、融点が100℃以上であることを特徴とする、熱間
    圧延用ワックス状固形潤滑剤。
  2. 【請求項2】粉末状固体潤滑剤が、グラファイト、天然
    雲母、合成雲母、窒化ほう素、メラミンシアヌレート、
    シリコーンレジンパウダー、N−ラウロイルリシンから
    選ばれる1種または2種以上であることを特徴とする、
    請求項1に記載の熱間圧延用ワックス状固形潤滑剤。
  3. 【請求項3】熱間圧延中のロール表面に、請求項1また
    は2に記載の熱間圧延用ワックス状固形潤滑剤を押圧塗
    布しながら圧延することを特徴とする、熱間圧延方法。
  4. 【請求項4】ロールハウジングに取り付けたエアシリン
    ダーの固形潤滑剤取付ジグの端部に平行リンク機構を設
    け、熱間圧延用ワックス状固形潤滑剤を該平行リンク機
    構に取りつけて、平行リンク機構を調節して該熱間圧延
    用ワックス状固形潤滑剤のロールへの押付位置を調整し
    またエアシリンダーの空気圧を調節して熱間圧延用ワッ
    クス状固形潤滑剤のロールへの押付圧力を調整して、熱
    間圧延中のロール表面に熱間圧延用ワックス状固形潤滑
    剤を押圧塗布することを特徴とする、請求項3に記載の
    熱間圧延方法。
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